磷腈阻燃剂对不饱和聚酯树脂包覆层性能影响

以不饱和聚酯树脂为基体,添加磷腈阻燃剂六(4–羟甲基苯氧基)环三磷腈,研究磷腈阻燃剂对不饱和聚酯树脂包覆层力学性能、耐烧蚀性能、热稳定性能的影响,同时考察了磷腈阻燃剂对于包覆层浆料工艺性能的影响。结果表明,随着磷腈阻燃剂含量增加,浆料黏度急剧升高,工艺性能变差;当磷腈阻燃剂含量为8份时,不饱和聚酯树脂包覆层的拉伸强度降低至14.1 MPa,而断裂伸长率达到最大值,为31.0%,继续增加磷腈阻燃剂含量,拉伸强度没有显著变化,而断裂伸长率显著降低;热重分析结果表明,当磷腈阻燃剂含量为8份时,包覆层在450℃时的残炭率从纯不饱和聚酯树脂的6.3%提高至25.3%;耐烧蚀性能分析结果表明,包覆层的线烧蚀率随磷腈阻燃剂增加明显下降,当磷腈阻燃剂含量达到40份时,包覆层的线烧蚀率从纯不饱和聚酯树脂的0.75 mm/s降为0.36 mm/s,降幅达52%。     

反应型无卤磷腈阻燃剂的制备及其性能的应用探究

阻燃剂是一种应用于阻止材料被点燃及对火焰传播具有抑制作用的功能性助剂,主要用于阻燃合成和天然高分子材料。无卤含磷阻燃剂环磷腈衍生物因其优异的耐水解性、耐热性、耐酸碱性以及低吸水率而受到较为普遍的应用。本文以六氯环三磷腈和苯酚为原料,丙酮为溶剂,在碳酸钾存在的条件下回流反应,合成1,1,3,3,5-五苯氧基-5-氯环三磷腈。然后进一步与羟基乙醇钠反应,制备含有一个羟基的反应型磷腈阻燃剂五苯氧基羟乙氧基环三磷腈,通过核磁共振分析图谱对其进行研究表征,并对其耐水解及耐酸碱性性能进行系统测试。     

新型环三磷腈阻燃剂的研究进展

综述了新型环三磷腈阻燃剂的研究进展,主要包括含有苯胺基或苯氧基、不饱和键、羟基、氨基、硅等不同官能团的环三磷腈衍生物的合成及阻燃机理,总结了其应用领域及存在的优缺点。尽管磷腈类阻燃剂较传统阻燃剂在性能方面有巨大提升,但也存在合成成本高,硅、不饱和键等侧基对氯原子的取代程度难以控制,以及含苯环取代基添加型阻燃剂添加量大导致的力学性能下降等问题。针对这些问题,降低合成成本、发展新工艺进行规模化生产以及完善理论研究是我国磷腈类阻燃剂未来的研究重点。     

PEPAP合成及其在阻燃SEBS/PP/PP-g-MMA中的应用

以季戊四醇磷酸酯（PEPA）和六氯环三磷腈（HCCP）为主要原料,合成了一种新型的磷腈类阻燃剂PEPAP;探究了其合成工艺,并采用红外光谱（FIR）和热失重（TG）测试对其进行了结构表征和稳定性分析;进一步,探究了以PEPAP作为SEBS/PP/PP-g-MMA的阻燃剂的阻燃作用。结果表明：PEPAP合成的最佳工艺条件为溶剂为无水乙腈,反应温度74℃,反应时间12 h;其热稳定性和成碳能力较高;PEPAP阻燃剂用量为25%时,SEBS/PP/PP-g-MMA的阻燃剂体系的氧指数达29.6%,垂直燃烧达UL-94的V-2级,生成致密炭层。新型阻燃剂的合成为制备高性能聚烯烃阻燃材料打下坚实的基础。     

自由装填推进剂用含醛基/烯丙基芳氧基聚磷腈包覆材料研究(Ⅱ):耐热、耐烧蚀性能及应用

以自制的含醛基/烯丙基芳氧基聚磷腈为基体材料,经复配、硫化制备出自由装填推进剂用芳氧基聚磷腈包覆层;通过动态热失重分析、烧蚀率测试、扫描电镜分析和静止地面发动机试验研究了包覆层的耐热和耐烧蚀性能。结果表明,含醛基/烯丙基芳氧基聚磷腈包覆层的初始质量损失温度为524～532℃,最大质量损失温度为567～573℃,800℃的残焦量为14.82%～31.16%,且芳氧基聚磷腈包覆层中混合取代基的比例对初始质量损失温度和最大质量损失温度不会产生明显的影响,但包覆层在800℃时的残焦量则呈现出明显的差别;含醛基/烯丙基芳氧基聚磷腈包覆层的线烧蚀率为0.084～0.012mm/s,质量烧蚀率为0.010～0.042g/s,且随着包覆层配方体系中烯丙基含量越高,包覆层耐烧蚀性能越强;静止地面发动机试验表明,醛基/烯丙基苯氧基聚磷腈包覆的改性双基推进剂装药发动机工作正常,p―t曲线平滑,包覆层残骸完整。     

自由装填推进剂用含醛基/烯丙基芳氧基聚磷 腈包覆材料研究(Ⅰ):制备 、硫化特性及力学性能

为了提高芳氧基聚磷腈包覆层的力学性能,以六氯环三磷腈、苯酚、4-羟基苯甲醛和2-烯丙基苯酚为原料合成出4种含醛基/烯丙基交联型芳氧基聚磷腈(PDPP),通过红外光谱和凝胶渗透色谱对其结构进行了表征。将所得PDPP经复配、硫化,制备出自由装填推进剂用芳氧基聚磷腈包覆层,分析了包覆层胶料的硫化特性,并通过静态拉伸试验及动态机械热分析研究了包覆层胶料在高温(+50℃)、低温(-40℃)和常温(+20℃)下的力学性能。结果表明,随着芳氧基聚磷腈包覆层中醛基/烯丙基摩尔比的减小,包覆层的玻璃化转变温度由-7.55℃逐渐提高至-3.85℃,拉伸强度(+20℃)由6.19MPa升至6.92MPa,延伸率(+20℃)由165.35%降至90.95%;随着包覆层体系中醛基/烯丙基摩尔比的减小,胶料的正硫化时间(t_(90))由401.3s缩短至208.4s,最低转矩(M_L)和最高转矩(M_H)分别由0.069N·m和1.451N·m升高至0.373N·m和2.093N·m。     

改性六氯环三聚磷腈的制备及阻燃性能

将六氯环三磷腈和罗丹明B-酰胺为起始原料,通过亲核取代反应合成新型聚磷腈阻燃剂。采用红外光谱、氢核磁谱和碳核磁谱(1HNMR和13CNMR)对合成的阻燃剂结构进行表征,这些表征数据可以作为该阻燃剂的特征数据使用。其次采用差示扫描量热分析(DSC)技术分析了该阻燃剂的热稳定性,结果表明合成的阻燃剂初始分解温度在286.5℃左右。将合成的阻燃剂添加于环氧树脂中,评价了其阻燃性能。氧指数数据显示添加阻燃剂的环氧树脂氧指数数值为24±0.1,较添加同样量的商用阻燃剂的氧指数更高,这表明合成的改性六氯环三聚磷腈较商用阻燃剂的阻燃效果更优,具有良好的阻燃特性。     

一种磷氮系阻燃剂的合成、表征及对尼龙6的阻燃性能研究

以五氯化磷、氯化铵、苯酚、氢氧化钠为原料,合成磷氮系阻燃剂六苯氧基环三磷腈,通过红外光谱、核磁、热重分析等手段对其结构进行了表征。将其与尼龙6按比例共混后测试了其氧指数和力学性能等指标。结果表明,当该化合物含量提高时,其氧指数升高,力学性能有所下降,但在一定含量范围内,对力学性能影响不大,表明六苯氧基环三磷腈可以有效改善尼龙6的阻燃性能,是一种高效的磷氮系阻燃剂。     

白度化微胶囊红磷阻燃剂的研究与制备

利用有机、无机双层包覆对红磷进行改性合成了白度化微胶囊红磷阻燃剂,考察了搅拌速度、有机包覆剂、无机包覆剂、温度、红磷粒径、水固比、p H等对合成白度化微胶囊红磷阻燃剂的影响,并测试其阻燃性能,最终确定温度、无机包覆剂、p H为影响合成反应的主要因素。通过单因素和正交实验得到合成白度化微胶囊红磷阻燃剂的最优条件。所合成的白度化微胶囊红磷阻燃剂实际具有的阻燃温度为425℃。     

新型膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的研究

通过微胶囊化技术合成了新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂ANTI-6,用ANTI-6对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。研究了阻燃剂ANTI-6中聚磷酸铵的微胶囊包覆;考察了阻燃剂对PP的阻燃性能、力学性能和耐水性等的影响。结果表明:包覆的聚磷酸铵粒度均匀致密,热稳定性提高;PP中添加25%ANTI-6阻燃剂可以获得良好的阻燃效果,氧指数达到30,阻燃性达UL94V-0级,改性PP具有优越的综合性能,耐热水性优于国外同类产品。     

浅谈防火涂料的发展应用

归纳了防火涂料的发展历程,重点介绍了我国防火涂料的应用现状,分别介绍了钢结构防火涂料、电缆防火涂料在我国的应用和我国新型阻燃剂的研发现状,初步提出了更环保的具有更好耐水性、耐酸性、耐碱性、耐磨性、阻燃性的膨胀型非有机溶剂防火涂料的发展应用前景。     

纸张阻燃的现状及发展趋势

介绍了纸张燃烧及阻燃机理,从阻燃方法和用途对种类繁多的纸质阻燃材料进行了划分,综述了添加型与反应型阻燃剂在纸张中的应用过程及阻燃效果。通过比较发现,无论从阻燃剂阻燃效果还是生产方法上,新型反应型阻燃剂都占有优势,并展望了磷腈类阻燃剂在造纸中的研究和应用前景。     

氮-磷-碳耐水阻燃涂料的研制

研制出一种以乙醇改性共混树脂为基料,磷酸和淀粉为阻燃剂的膨胀型透明耐水阻燃涂料。阐述了该涂料的制备,阻燃剂的分类及作用机理,研究了乙醇,脲醛树脂,三聚氰胺和阻燃剂对涂料耐水,阻燃性能的影响,结果表明：该涂料耐水,阻燃性好,成本低,环境污染小,适用于可燃性建筑材料的防火处理。     

蜜胺-环氧树脂双层包覆聚磷酸铵及其阻燃PP的研究

针对聚磷酸铵(APP)耐水性不足、与聚丙烯(PP)等高分子材料相容性差等问题，采用甲醛-三聚氰胺(蜜胺树脂)和环氧树脂双层包覆了APP(EM-APP)，采用红外、扫描电镜、热重分析、溶解度测试等方式表征了包覆效果；采用水平垂直燃烧、氧指数仪和锥形量热仪、热重-红外联用等设备考察了包覆APP用于阻燃PP的效果，探讨了阻燃机理。结果表明：包覆操作不但有效提高了APP的耐水性，且将具有成炭功能的包覆层引入到APP表面；EM-APP相较APP，800℃时残炭量提高14.2%，在聚丙烯中加入同样质量份时，前者具有更高的阻燃效率，热释放速率、总热释放量、烟释放速率和总烟释放量都明显降低；包覆改善了APP与PP的相容性；燃烧过程中包覆层起到了协同成炭的作用。     

磷腈/三嗪双基分子复配阻燃聚乳酸

将磷腈/三嗪双基分子阻燃剂（HTTCP）分别与六苯氧基环三磷腈（HPCTP）和季戊四醇磷酸酯（PEPA）按不同配比复配,采用熔融共混法制备了阻燃聚乳酸（PLA）的复合材料。采用热失重分析仪、极限氧指数仪、垂直燃烧试验箱和锥形量热仪研究了2种复配阻燃体系及其配比对PLA阻燃复合材料热稳定性和阻燃性能的影响,并采用扫描电子显微镜对材料的残炭形貌进行了分析,探究了其阻燃机理。结果表明,PEPA/HTTCP复配阻燃剂的阻燃效果优于HPCTP/HTTCP复配阻燃剂。当PEPA/HTTCP的质量比为3/1,总添加量为20 %时,阻燃PLA的极限氧指数最高,为27.2 %,热释放速率峰值、平均热释放速率以及热释放总量达到最小值,且能够达到UL 94 V-0级。     

无机添加型阻燃剂对聚氨酯阻燃涂料性能的影响

通过正交实验和单因素实验,以涂膜的耐燃时间为依据,确定了制备聚氨酯阻燃涂料时,MDI和DL2000的最佳用量,适当的反应时间和反应温度,以及阻燃剂氢氧化镁和氢氧化吕的最佳添加量。对涂膜进行了扫描电镜和热重分析,对比检测了未添加阻燃剂的涂料和添加阻燃剂的涂料的各方面性能。结果表明,添加阻燃剂的聚氨酯阻燃涂料的热稳定性能良好,耐燃时间高,涂膜具有较高的机械强度、良好的附着力和耐水、耐酸碱性能。     

基于骨科护理应用发展的新型材料制备研究

骨科护理应用发展中无卤涂料起着非常关键的作用。采用FRC-6替换实现小分子二醇扩链剂,实现新型的误无卤阻燃改性涂料的制备。实验结果表明:当P含量保持在一定范围内,预聚体中质量分数会很大程度的影响胶膜的耐水性;Pu乳胶粒子的粒径的减小影响了粒径分布;P含量影响了PU的热释放速率,即可以实现降低热释放量,增大LOI,提高阻燃性能。这一研究对于骨科护理应用发展中新材料应用具有一定的意义。     

一种磷腈化合物的合成及其在PS无卤阻燃体系中的应用

阐述了以新的方法合成无卤素的低相对分子质量磷腈化合物二(苯氧基)磷酰基三(苯氧基)磷腈，对其结构和其他性能进行了表征。将其与聚苯乙烯按比例共混后测试了其氧指数和力学性能等指标，发现当该化合物含量提高时，其氧指数升高，力学性能呈现先升后降的趋势。以电镜和红外表征，发现两相相容性能良好。说明二(苯氧基)磷酰基三(苯氧基)磷腈是一种新型的无卤阻燃剂，可以改善聚苯乙烯的阻燃性能，在一定含量范围中，对力学性能影响不大。可以预测，在选择合适的协调体系下，此化合物可以极大地改善聚苯乙烯的阻燃性能和力学性能。     

膨胀型阻燃剂的疏水改性及对水性阻燃涂料性能的影响

为了提高水性阻燃涂层的耐水性,以环氧树脂(EP)作为包覆材料,分别采用单一组分和混合组分改性两种工艺对阻燃剂〔聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)和季戊四醇(PER)〕进行包覆改性,制备出了改性阻燃剂及水性阻燃涂层。借助FTIR分析阻燃剂表面基团;采用SEM观察其微观结构;测量阻燃剂的接触角,并对其粒度分布进行统计;借助TG对阻燃剂及水性阻燃涂层进行测试;并参考国标GB/T1733—1993对涂层耐水性进行了测试。结果表明:两种工艺制备的阻燃剂其表面均包覆EP,且EP用量为阻燃剂质量的15%时,疏水效果达到最佳;阻燃剂经改性后其溶解度降低,接触角增大,使水性阻燃涂层耐水性显著提高,且阻燃剂采用混合组分改性效率更高;聚磷酸铵与EP发生交联生成不饱和富碳结构,加固残炭碳骨架的稳定性及增加涂层残余物的质量。     

积极开发磷－氮系阻燃剂

论述磷系阻燃剂的阻燃机理以及Ｐ－Ｎ系阻燃剂的主要品种和应用，介绍了磷腈聚合物阻燃剂的研制和开发，并对加快发展我国磷系阻燃剂的几个问题进行了简要的讨论。